КОРРЕЛЯЦИЯ МЕЖДУ ВОССТАНОВЛЕНИЕМ ФУНКЦИИ МАУТНЕРОВСКИХ НЕЙРОНОВ ПОСЛЕ УТОМЛЕНИЯ И УЛЬТРАСТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИЕЙ ИХ ГЛАДКОГО РЕТИКУЛУМА

Санталова И. М., Мавлютов Т. Д., Мошков Д. А.
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, 142292 Пущино
Участие гладкого эндоплазматического ретикулума (ГЭР) в некоторых видах нейрональной пластичности недостаточно изучено. Ранее мы показали, что ГЭР подвержен закономерной структурной изменчивости в условиях утомления. В данной работе мы исследовали корреляцию структурной перестройки ГЭР и функционального статуса нейрона, используя модель утомления и последующей реабилитации Маутнеровских нейронов (МН) рыб. В норме и в разные сроки после утомления количественно исследовали функциональное состояния МН и структурное развитие сети ГЭР в их соме, а также в латеральном и вентральном дендритах, выраженное как отношение суммарной протяженности цистерн, и канальцев к площади сечения нейрона и вычисленное в определенные сроки после стимуляции. Нормальная структура и функциональная активность МН сильно затрагивались стимуляцией и возвращались в исходное интактное состояние лишь спустя несколько суток. Реорганизация ультраструктуры ГЭР в МН по времени в целом тесно совпадает с восстановлением угнетенной функции, что позволяет проводить определенные морфофункциональные корреляции на этом объекте. Выявлены некоторые важные закономерности перестройки структуры ГЭР в связи с постепенной нормализацией функции МН. Во-первых, эта связь носит обратно пропорциональный характер. Чем менее активны нейроны, тем сильнее в них развит ГЭР. Во-вторых, структурная реорганизация, которая заключалась в пролиферации ГЭР, вызванной стимуляцией, и его последующее гипертрофическое состояние заметно запаздывали по времени от восстановления функциональной активности МН. Т.е. наблюдалась асинхронность морфологических и функциональных сдвигов в процессе реабилитации после утомления. Это зависело от различия скорости структурной перестройки ГЭР в разных локусах одного и того же нейрона. Изменения структуры были более глубокими и более продолжительными в дистальных и медиальных отделах обоих дендритов, в то время как в проксимальных их участках и в самой соме эти изменения совпадали с восстановлением функции. Предполагается, что ГЭР, органоид, участвующий в депонировании клеточного кальция, участвует в поддержании и восстановлении общей функциональной активности нейронов, за счет регуляции гомеостаза цитозольных ионов кальция, благодаря пролиферации, увеличивающей емкость его компартментов. Вместе с тем он обладает определенной автономией и разной способностью к пролиферации в различных участках сомы и дендритов. Различия пластических свойств ГЭР в разных участках дендрита, по-видимому, отражают пока неизвестные свойства ГЭР как единой внутриклеточной структуры, например, различие во взаимодействии с цитоскелетом или прилегающей цитоплазмы в различных локусах нейрона. Работа поддержана грантом РФФИ № 98-04-48625.